哈尔滨某浅埋暗挖地铁隧道施工数值模拟及变形监测

发布时间：2021-01-05 13:03

　　近年来随着国家基础设施建设力度的加大,城市地铁得到了快速的发展,浅埋暗挖法在地铁隧道施工中得到了广泛地应用。在城市中人口分布较为密集、地面建筑以及地下管线分布错综复杂,在这种条件下进行浅埋隧道的施工势必会对周围岩土体造成扰动而引发地层变形,若变形超过一定界限时将不可避免的对地面建筑物、城市交通以及地下管线设施的安全构成威胁。因此深入研究、合理控制由于地铁浅埋暗挖法隧道施工引发的地层变形有着重要的工程实践意义。本文以哈尔滨轨道交通3号线一期工程湘会区间隧道为工程背景,利用MIDAS/GTS有限元分析软件对其施工过程进行了数值模拟,首先,通过模拟总结出:当隧道掌子面到达监测断面之前大约2.5倍的隧道洞径时,监测点开始发生变形;当掌子面经过监测断面后大约2.5倍的隧道洞径时,各监测点变形趋于稳定状态;当掌子面经过监测断面前后大约1倍隧道洞径时,各监测点的变形增长速率较快,产生的变形量急剧增大,在现场施工过程中当开挖面处于这一阶段时应该谨慎施工以及加强监控。其次,通过数值模拟计算结果与现场实际监控数据的对比分析,总结出:隧道拱顶下沉与隧道净空收敛所发生的变形主要是因为上台阶的开挖所产生,当监测... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

区间隧道施工引发的地面沉陷实例

图 1.2 地表横向沉降槽分布曲线图可以看出，对于一已知的工程项目，地铁隧道的埋置深度地层的变形就决定于沉降槽宽度系数 与地层损失Vs，而槽宽度系数，沉降槽曲线形状取决于地层损失。沉降槽宽曲线拐点位置处的水平向间距。到目前为止，国内外科技和其规律做了大量的研究，同时提出了它的计算表达式，降预测通过上海地铁隧道的开挖及施工经验，在 Peck 理论基础上计算公式：VL1φy yφy y+VLφy yφy y降观测点位置与坐标中心原点 o 之间的 y 向水平距离；y面与坐标中心原点 o 之间的 y 向水平距离；y 为开挖工作向水平距离；VL1为开挖面引起的地层损失；VL为开挖面地层损失。Φ 由标准正态分布函数表确定。

哈尔滨某浅埋暗挖地铁隧道施工数值模拟及变形监测（2）对数值仿真模拟的结果和实际监控量测的数据进行比较和分析。（3）利用有限元分析软件对隧道处于不同的埋置深度、不同的开挖方法、有无超前支护、不同的预留台阶长度等影响地层变形因素进行数值模拟，通过模拟结果分析地表沉降，支护结构发生变形的原因。研究方法流程图如图 1.2 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]东北地区地铁施工监测方法及工程应对措施[J]. 朱建彬,杨海宾,赵娜.  山西建筑. 2011(14)
[2]三台阶七步开挖法在大断面隧道施工中的应用[J]. 李海波.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2010(09)
[3]地铁隧道施工过程的数值模拟与工法比选[J]. 骆驰,漆泰岳,刘毅,张发志.  大连民族学院学报. 2009(03)
[4]软弱围岩隧道施工三维有限元分析[J]. 汪小敏,黄宏伟,谢雄耀.  地下空间与工程学报. 2007(06)
[5]核心土对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响[J]. 郭桃明,李德武,宋妍.  兰州交通大学学报. 2007(06)
[6]浅埋暗挖隧道施工性态的数值模拟与分析[J]. 王绍君,刘宗仁,陶夏新.  土木工程学报. 2007(06)
[7]软岩浅埋隧道施工对地表及围岩变形的影响分析[J]. 王显春,庄纪栋,张宏博.  隧道建设. 2006(01)
[8]不同开挖步骤引起浅埋隧道地表沉降的数值分析[J]. 丁锐,范鹏,焦苍,徐成家,张文强.  铁道工程学报. 2005(05)
[9]隧道施工地表沉降控制的离心模型试验[J]. 马亮,高波.  施工技术. 2005(06)
[10]近距离地铁施工的有限元数值模拟[J]. 毕继红,江志峰,常斌.  岩土力学. 2005(02)

博士论文
[1]复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D]. 吴波.西南交通大学 2003

硕士论文
[1]近接盾构隧道力学行为与近接分区研究[D]. 周斌.西南交通大学 2009



本文编号：2958712